WO2007040239A1

WO2007040239A1 - 燃料電池用カップラとそれを用いた燃料電池

Info

Publication number: WO2007040239A1
Application number: PCT/JP2006/319843
Authority: WO
Inventors: Kenichi Takahashi; Koichi Kawamura; Hiroyuki Hasebe
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2007-04-12
Also published as: TWI329381B; KR100967287B1; US20100167157A1; CN101283473A; EP1947724A4; JP2007128850A; TW200729600A; EP1947724A1; DE602006014436D1; KR20080045745A; EP1947724B1; CN100595962C

Abstract

　燃料電池用カップラは、燃料カートリッジに設けられたノズル部９と、燃料電池本体に設けられたソケット部６とを具備し、これらは着脱可能に接続される。ノズル部９は燃料電池本体に接続された燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、ソケット部６から離脱するように変形する樹脂部品を有する。ノズル部９のソケット部６への挿入を案内する案内溝１８は、燃料電池本体に接続された燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、キー部２９が外れてノズル部９がソケット部６から離脱するように変形する。

Description

明細書

燃料電池用カップラとそれを用いた燃料電池

技術分野

[0001] 本発明は燃料電池と燃料カートリッジとの接続機構として用いられるカップラとそれを用、た燃料電池に関する。

背景技術

[0002] 近年、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、これら携帯用電子機器の電源に燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料のみを補給すれば連続して長時間発電することができるという特徴を有している。このため、燃料電池を小型化できれば、携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムといえる。

[0003] エネルギー密度の高ヽメタノール燃料を用いた直接メタノール型燃料電池（Direct

Methanol Fuel Cell: DMFC)は小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯機器用の電源として有望視されている。 DMFCにおける液体燃料の供給方式としては、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式、燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。これらのうち、アクティブ方式は DMFCの高出カイ匕（大電力ィ匕）が可能であるため、ノートパソコン等の電源として期待されている。

[0004] 内部気化型等のパッシブ方式は、燃料ポンプのような能動的な燃料移送手段を必要としないことから、特に DMFCの小型化に対して有利である。例えば、特許文献 1 や特許文献 2には、液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料の気化成分を拡散させて燃料極に供給する燃料気化層とを具備するパッシブ型 DMFCが記載されて!、る。このようなパッシブ型 DMFCは携帯用オーディオプレーヤや携帯電話等の小型携帯機器の電源として期待されている。

[0005] アクティブ型 DMFCでは、液体燃料を収容した燃料カートリッジを燃料電池本体に接続し、この燃料カートリッジ力直接もしくは燃料収容部 (希釈調整槽等)を介して液体燃料を循環させることによって、燃料電池セルに液体燃料を供給している。一方、内部気化型等のパッシブ型 DMFCは、燃料収容部と液体燃料を気化させる機構とを具備しており、燃料収容部に対してアクティブ型と同様に燃料カートリッジを用いて液体燃料を供給する。サテライトタイプ (外部注入式)の燃料カートリッジでは、それぞれバルブ機構を内蔵するノズル部とソケット部とで構成されたカップラを用いて、液体燃料の遮断並びに注入を行うことが試みられてヽる（例えば特許文献 3参照)。

[0006] 内部気化型等のパッシブ型 DMFCは、例えば携帯用電子機器に搭載するために小型化が進められており、その結果として DMFC側のソケット部や燃料カートリッジ側のノズル部も小径ィ匕される傾向にある。このようなノズル部とソケット部とを接続し、燃料カートリッジカゝら DMFCの燃料収容部に液体燃料を注入する場合、小径ィ匕されたノズル部は燃料カートリッジに対して曲げ荷重のような力が加わった際に破損するおそれがある。

[0007] 燃料カートリッジはノズル部に内蔵されたノレブ機構で液体燃料を遮断して、るため、ノズル部が破損すると燃料カートリッジに収容された液体燃料が漏れ出すおそれがある。ノズル部が破損した際にバルブ機構自体は破損しないまでも、バルブ機構の構成部品が突出することで、誤ってバルブ機構を作動させて液体燃料が漏れ出すおそれがある。ノズル部が破損する可能性はその径が小径ィ匕するほど高まることになる。

[0008] 特に、 DMFC用燃料カートリッジのノズル部には、耐メタノール性を有するポリエーテルエーテルケトン（PEEK)、ポリフエ-レンサルファイド（PPS)、液晶ポリマー（LC p)等のスーパーエンジニアプラスチックや、ポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリアセターノレ (POM)等の汎用エンジニアプラスチックを使用することが検討されている力これらは硬くて靭性に劣ることから、曲げカロ重に対して折れやす、と、う難点を有して、る。

特許文献 1：特許第 3413111号公報

特許文献 2：特開 2004— 171844公報

特許文献 3：特開 2004— 127824公報

発明の開示 [0009] 本発明の目的は、燃料カートリッジのノズル部が破損することによる不具合の発生を抑制することを可能にした燃料電池用カツブラと、そのようなカップラを適用した燃料電池を提供することにある。

[0010] 本発明の一態様に係る燃料電池用カップラは、燃料カートリッジに設けられ、ノレブ機構を内蔵するノズル部と、燃料電池本体に設けられ、バルブ機構を内蔵すると共に、前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部とを具備し、前記ノズル部は前記燃料電池本体に接続された前記燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、前記ソケット部から離脱するように変形する榭脂部品を有することを特徴としている。

[0011] 本発明の他の態様に係る燃料電池用カップラは、燃料カートリッジに設けられ、バルブ機構を内蔵するノズル部と、燃料電池本体に設けられ、バルブ機構を内蔵すると共に、前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部と、前記ノズル部またはソケット部のヽずれか一方に形成された案内溝と、前記ノズル部またはソケット部のヽずれか他方に形成され、前記案内溝と係合して前記ノズル部の前記ソケット部への接続を案内するキー部とを具備し、前記案内溝は榭脂部品に形成されていると共に、前記燃料電池本体に接続された前記燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、前記ノズル部を前記ソケット部から離脱させるように変形することを特徴としている。

[0012] 本発明の態様に係る燃料電池は、燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に設けられたノズル部とを備える燃料カートリッジと、前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部を有する燃料収容部と、前記燃料収容部から前記液体燃料が供給されて発電動作する起電部とを備える燃料電池本体とを具備する燃料電池であって、前記ノズル部および前記ソケット部は本発明の態様に係る燃料電池用カツブラで構成されてヽることを特徴として、る。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の実施形態による燃料電池の構成を示す図である。

[図 2]本発明の第 1の実施形態による燃料電池のノズル部とソケット部の構成 (未接続状態)を示す断面図である。

[図 3]図 2に示すノズル部とソケット部との接続状態を示す断面図である。

[図 4]本発明の第 2の実施形態による燃料電池のノズル部とソケット部の構成 (未接続状態)を示す断面図である。

[図 5]図 4に示すノズル部に適用したバルブを示す断面図である。

[図 6]図 5に示すバルブの変形例を示す断面図である。

[図 7]図 4に示すノズル部の挿入部が損傷した状態を示す断面図である。

[図 8]図 4に示すノズル部の変形例を示す断面図である。

[図 9]図 8に示すノズル部の挿入部が損傷した状態を示す断面図である。

[図 10]本発明の実施形態による燃料電池本体の構成例を示す断面図である。

符号の説明

[0014] 1, 31···燃料電池、 2…燃料電池セル、 3…燃料収容部、 4…燃料電池本体、 5··· 燃料カートリッジ、 6···ソケット部 (メス側カップラ）、 8…カートリッジ本体、 9…ノズル部 (才ス ί則^ッブラ）、 11···ベース §、 14, 24···ノノレブ、 14a, 24&···ノルブヘッド、 14b, 24b…バルブ本体、 14c, 24c…バルブステム、 15, 25···ノレブシー卜、 16, 26···0リング、 17, 27···圧縮スプリング、 18···案内溝、 21···ソゲッ卜本体、 23···ゴムホルダ、 29···キー部、 32···ステム基部、 33···ステム先端部、 51···気体選択透過膜。

発明を実施するための形態

[0015] 以下、本発明を実施するための形態について説明する。図 1は本発明の実施形態による燃料電池の構成を示す図である。図 1に示す燃料電池 1は、起電部となる燃料電池セル 2と燃料収容部 3とから主として構成される燃料電池本体 4と、燃料収容部 3 に液体燃料を供給するサテライトタイプ (外部注入式)の燃料カートリッジ 5とを具備している。燃料収容部 3の下面側には、液体燃料の供給口となるソケット部 6を有する燃料供給部 7が設けられて、る。ソケット部 6は後に詳述するようにバルブ機構を内蔵しており、液体燃料が供給されるとき以外は閉状態とされている。

[0016] 一方、燃料カートリッジ 5は、燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体（容器) 8を有している。カートリッジ本体 8の先端には、その内部に収容された液体燃料を燃料電池本体 4に供給する際の燃料吐出口となるノズル部 9が設けられている。ノズル部 9は後に詳述するようにバルブ機構を内蔵しており、液体燃料を供給するとき以外は閉状態とされている。このような燃料カートリッジ 5は、例えば燃料収容部 3に液体燃料を注入するときのみ燃料電池本体 4に接続されるものである。

[0017] 燃料カートリッジ 5のカートリッジ本体 8には、燃料電池本体 4に応じた液体燃料、例えば直接メタノール型燃料電池 (DMFC)であれば各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が収容されて、る。カートリッジ本体 8に収容する液体燃料はメタノール燃料に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液ゃ純グリコール等のダリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料電池本体 4に対応した液体燃料が収容される。

[0018] 燃料電池本体 4の燃料収容部 3に設けられたソケット部 6と燃料カートリッジ 5のカートリッジ本体 8に設けられたノズル部 9とは、一対の接続機構 (カップラ)を構成するものである。ソケット部 6とノズル部 9とで構成された燃料電池用カツブラの具体的な構成について、図 2および図 3を参照して説明する。図 2および図 3は本発明の燃料電池用カツブラの第 1の実施形態を示すものである。図 2は燃料カートリッジ 5のノズル部 9と燃料電池本体 4のソケット部 6とを接続する前の状態、図 3はノズル部 9とソケット部 6とを接続した後の状態を示して、る。

[0019] 燃料電池本体 4と燃料カートリッジ 5とを接続するカップラにおいて、カートリッジ側接続機構としてのノズル部 (ォス側カップラ） 9は、ベース部 11と挿入部 12とで構成されたノズルヘッドを有している。ベース部 11はカートリッジ本体 8の先端開口部に装着されている。円筒状の挿入部 12はベース部 11から突出するように形成されており、先端にノズル口が設けられている。ここではベース部 11と挿入部 12とを一体成形したノズルヘッドを示した力異なる材料で成形した部品を組合せたものであってもよヽ

[0020] ノズルヘッドの内部にはカップ状のバルブホルダ 13が配置されて!、る。バルブホルダ 13はバルブ室を規定するものであり、その先端側外縁部がカートリッジ本体 8とべース部 11とで挟み込まれて固定されて、る。バルブホルダ 13で規定されたバルブ室内にはバルブ 14が配置されている。バルブ 14は、バルブヘッド 14aを有するバルブ本体 14bと、バルブ本体 14bの先端側に設けられたバルブステム 14cと、バルブ本体 14bの後方側に設けられたガイドピン 14dとを備えている。

[0021] バルブ本体 14bはバルブホルダ 13で規定されたバルブ室内に配置されて!、る。ノルブステム 14cは円筒状の揷入部 12内に収容されている。これらバルブ本体 14bやバルブステム 14cを有するバルブ 14は、軸方向（ノズル部 9の挿入方向）に進退可能とされている。バルブヘッド 14aとベース部 11の内側に形成されたバルブシート 15との間には Oリング 16が配置されている。バルブ本体 14bには、例えば圧縮スプリング 17のような弾性部材によって、バルブヘッド 14aをバルブシート 15に押し付ける力が常時カ卩えられており、これらによって Oリング 16は押圧されている。

[0022] 通常状態 (燃料カートリッジ 5が燃料電池本体 4力切り離された状態）においては、 Oリング 16を介してバルブヘッド 14aをバルブシート 15に押し付けることで、ノズル部 9内の燃料流路を閉状態としている。一方、後述するように燃料カートリッジ 5を燃料電池本体 4に接続すると、バルブステム 14cが後退してバルブヘッド 14aがバルブシート 15から離れることで、ノズル部 9内の燃料流路が開状態とされる。バルブホルダ 13の底部には液体燃料の流路となる連通孔 13aが設けられている。バルブ本体 14b の後方側に設けられたガイドピン 14dは連通孔 13a内に揷通されている。

[0023] 一方、燃料電池側接続機構としてのソケット部 (メス側カップラ） 6は、円筒状のソケット本体 21を有している。ソケット本体 21は本体上部 21a、本体中部 21bおよび本体下部 21 cを有してヽる。これらは一体化されて燃料電池本体 4の燃料供給部 7内に埋め込まれている。略円筒形状の本体上部 21aはノズル部 9の挿入部 12が挿入されるソゲッ卜口を有してヽる。

[0024] ソケット本体 21の本体中部 21bは、その径方向内側に突出したリング状凸部 22を有してヽる。リング状凸部 22上には弾性体ホルダとしてゴムホルダ 23が設置されている。ゴムホルダ 23は本体上部 21a内に配置されている。ゴムホルダ 23は形状（ジャバラ形状)と材料特性 (ゴム弾性）に基づいて軸方向に弾性が付与されている。ゴムホルダ 23はノズル部 9の揷入部 12との間にシールを形成するシール部材であり、その内側は燃料流路とされて、る。

[0025] ソケット本体 21内にはバルブ 24が配置されている。バルブ 24は、バルブヘッド 24a を有するバルブ本体 24bと、バルブ本体 24bの先端側に設けられたバルブステム 24 cと、バルブ本体 24bの後方側に設けられたガイドピン 24dとを備えている。バルブ本体 24bは本体中部 21bと本体下部 21cとで規定されたバルブ室内に配置されている。バルブステム 24cはゴムホルダ 23内に収納されている。バルブ 24は軸方向（ノズル部 9の挿入方向）に進退可能とされている。

[0026] バルブヘッド 24aとリング状凸部 22の下面側に形成されたバルブシート 25との間には、 Oリング 26が配置されている。バルブ本体 24bには、例えば圧縮スプリング 27のような弾性部材によって、バルブヘッド 24aをバルブシート 25に押し付ける力が常時加えられており、これらによって Oリング 26は押圧されている。通常状態 (燃料電池本体 4から燃料カートリッジ 5が切り離された状態）においては、 Oリング 26を介してバルブヘッド 24aがバルブシート 25に押し付けられており、これによつてソケット部 6内の燃料流路は閉状態とされている。

[0027] 一方、後述するように燃料電池本体 4に燃料カートリッジ 5が接続されると、バルブステム 24cが後退してバルブヘッド 24aがバルブシート 25から離れることで、ソケット部 6内の燃料流路は開状態とされる。ソケット本体 21の本体下部 21cには、燃料供給部 7内を介して燃料収容部 3に接続された連通孔 28が設けられている。なお、バルブ本体 24bの後方側に設けられたガイドピン 24dは連通孔 28内に揷通されている。

[0028] このように、ソケット部 6はソケット本体 21内に設けられた燃料流路が本体下部 21c に設けられた連通孔 28を介して燃料収容部 3に接続されている。そして、ノレブ 14 、 24を開状態としてノズル部 9およびソケット部 6内の流路をそれぞれ開くことによって、燃料カートリッジ 5に収容された液体燃料をノズル部 9およびソケット部 6を介して燃料収容部 3内に注入することが可能とされている。

[0029] 燃料カートリッジ 5に収容された液体燃料を燃料電池本体 4の燃料収容部 3に供給するにあたっては、図 3に示すようにノズル部 9をソケット部 6に挿入して接続する。ノズル部 9の揷入部 12の外周面には、燃料カートリッジ 5の挿入方向（ノズル部 9の軸方向）に沿って、例えば 2条の案内溝 18が形成されている。一方、ソケット部 6のソケット本体 21の内周面には、案内溝 18と係合してノズル部 9のソケット部 6への接続 (挿入)を案内するキー部 29が設けられている。キー部 29は案内溝 18の数に応じてソケット本体 21の径方向内側に突出するように形成されている。 [0030] 案内溝 18の形状は、例えば挿入部 12の軸方向に沿った直線状のものが挙げられる。案内溝 18はキー部 29を軸方向に沿って案内すると共に、ノズル部 9がソケット部 6にロックされるように、途中力も周方向に変位するものであってもよい。案内溝 18は直線形状に限らず、 J形状を有するものであってもよい。案内溝 18と係合するキー部 29には、ソケット本体 21の内周面にボスを一体的に形成したものや、ソケット本体 21 とは別部材 (例えば金属部材)のキーをソケット本体 21に差し込んだもの等が適用される。

[0031] ここではノズル部 9に案内溝 18を形成し、ソケット部 6にキー部 29を設けた例について説明した力案内溝 18とキー部 29の形成部位はこれに限られるものではない。すなわち、ノズル部 9の挿入部 12の外周面に突出させてキー部を設けると共に、このキー部と係合する案内溝をソケット部 6のソケット本体 21の内周面に設けてもよい。このような部位に形成されたキー部と案内溝との組合せによっても、ノズル部 9のソケット部 6への接続 (挿入)を案内することができる。

[0032] 案内溝 18にキー部 29を係合させながらノズル部 9をソケット部 6に挿入すると、まず挿入部 12の先端とゴムホルダ 23の先端とが接触し、バルブ 14、 24が開状態となる前に燃料流路の周辺のシールが確立される。挿入部 12の先端とゴムホルダ 23とが接触した状態力ノズル部 9をソケット部 6に差し込むと、ノズル部 9のノレブステム 1 4cとソケット部 6のバルブステム 24cの先端同士が突き当たる。この状態力もさらにノズル部 9を差し込むと、ソケット部 6のバルブ 24が後退して流路を開放した後、ノズル部 9のバルブ 14が後退して燃料流路が確立される。そして、燃料カートリッジ 5に収容された液体燃料が燃料電池本体 4の燃料収容部 3に供給される。

[0033] 前述したように、燃料カートリッジ 5側のノズル部 9は、燃料電池本体 4の小型化等に伴って小径ィ匕される傾向にある。小径ィ匕されたノズル部 9は、燃料カートリッジ 5に対して曲げ荷重 (燃料カートリッジ 5の挿入方向に対して角度をもった方向からの力による荷重）が加わった際に破損するおそれがある。ノズル部 9が破損する危険性はその径が小径ィ匕するほど高まる。特に、内部気化型 DMFCのような小型の燃料電池本体 4に液体燃料を供給する燃料カートリッジ 5は、曲げ荷重でノズル部 9が破損するおそれがある。 [0034] そこで、この実施形態では燃料電池本体 4に接続された燃料カートリッジ 5に曲げ荷重が加わった際に、ノズル部 9 (具体的には挿入部 12)を変形させてソケット部 6から離脱させるようにしている。すなわち、ノズル部 9の挿入部 12は燃料電池本体 4に接続された燃料カートリッジ 5に曲げ荷重が加わった際に、ソケット部 6から離脱するように弾性変形する榭脂で構成されてヽる。ベース部 11と挿入部 12とを一体成形したノズルヘッドの場合には、ノズルヘッド全体を弾性変形する榭脂で構成する。

[0035] 言、換えると、ノズル部 9は曲げ荷重が加わった際に弾性変形する榭脂部品として挿入部 12を有している。あるいは、ベース部 11と揷入部 12とを一体成形したノズルヘッドは、曲げ荷重が加わった際に弾性変形する榭脂部品で構成されている。このように、ノズルヘッドの少なくとも挿入部 12の構成材料に変形しやすい軟質榭脂を適用することによって、ノズル部 9の破損を抑制することが可能となる。

[0036] さらに、燃料カートリッジ 5に加わる曲げ荷重の方向によっては、案内溝 18とキー部 29との係合状態や案内溝 18の形状 (例え «J形状）がノズル部 9のソケット部 6からの離脱を阻害するおそれがある。このような点に対しては、ノズル部 9をソケット部 6から離脱させるように、案内溝 18を変形させることが有効である。すなわち、案内溝 18が形成されたノズルヘッドの挿入部 12は、燃料電池本体 4に接続された燃料カートリツジ 5に曲げ荷重が加わった際に、ノズル部 9をソケット部 6から離脱させるように案内溝 18を塑性変形させることが可能な軟質樹脂で構成することが好ましい。

[0037] 案内溝 18の塑性変形は、特にキー部 29が金属材料や硬質榭脂で形成されている場合に有効である。すなわち、硬質のキー部 29が案内溝 18に係合されていると、ノズル部 9の弾性変形だけではキー部 29が障害となって、ノズル部 9をソケット部 6から容易に離脱させることができないおそれがある。さらに、例え «I形状の案内溝 18を適用した場合にも、キー部 29が外れに《なる可能性がある。このような場合には、案内溝 18を塑性変形させることが有効である。

[0038] このように、燃料カートリッジ 5に対する曲げ荷重に対してノズル部 9の一部（具体的には挿入部 12)を弾性変形させると共に、キー部 29が案内溝 18から外れるように案内溝 18を塑性変形させることによって、ノズル部 9を破損させることなくソケット部 6から離脱させることができる。これによつて、燃料カートリッジ 5のノズル部 9が破損することによる不具合の発生を抑制することが可能となる。

[0039] ノズルヘッドの少なくとも挿入部 12を軟質榭脂部品で構成したノズル部 9は、燃料カートリッジ 5に曲げ荷重等が加わった際にソケット部 6から離脱するため、ノズル部 9 の折れた部分がソケット部 6側に残ってしまうというような不都合の発生を回避することができる。これによつて、燃料カートリッジ 5が損傷を受けたとしても、燃料電池本体 4 は安全に使い続けることができる。なお、ノズル部 9の弾性変形と案内溝 18の塑性変形は、燃料カートリッジ 5に加わる力の大きさや方向、また案内溝 18とキー部 29との係合状態や案内溝 18の形状等に基づいて、単独でもしくは複合的に生じるものである。

[0040] ノズル部 9の弾性変形や案内溝 18の塑性変形を実現する上で、ノズル部 9の一部を構成する榭脂部品は、 JIS K7171に基づく曲げ弾性率が 1800MPa以下の榭脂で形成することが好ましい。榭脂部品による構成部位はノズルヘッドの挿入部 12である。ノズルヘッド全体を榭脂部品で構成してもよい。曲げ弾性率が 1800MPa以下の榭脂を使用することによって、ノズル部 9の弾性変形や案内溝 18の塑性変形を確実に実現することができる。言い換えると、燃料電池本体 4に接続された燃料カートリツジ 5に曲げ荷重が加わった際に、ノズル部 9やその内部のバルブ機構を破損させることなぐノズル部 9をより再現性よくソケット部 6から離脱させることが可能となる。

[0041] 上述した条件を満足する榭脂 (榭脂部品の構成材料)としては、低密度ポリエチレン（LDPE)、高密度ポリエチレン（HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE)、架橋高密度ポリエチレン (XLPE)、高分子量ポリエチレン (HMWPE)、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE)、ポリプロピレン（PP)、プロピレン共重合体（PPCO)等が挙げられる。さらに、ノズル部 9がメタノール燃料と接触する場合には、榭脂部品は耐メタノール性を有して、ることが好まし、。

[0042] ノズル部 9の一部を構成する榭脂部品の耐メタノール性に関しては、 JIS K7114 の「プラスチックの耐薬品性試験方法」に準拠する純メタノールの浸漬試験において、質量変化率が 0. 3%以下、長さ変化率が 0. 5%以下、厚さ変化率が 0. 5%以下を満足することが好ましい。各変化率の値が上記した値未満であると、燃料カートリッジ 5にメタノール燃料を収容して実用に供した際に、ノズル部 9に溶解やストレスクラツキング等が生じるおそれがあり、燃料カートリッジ 5の実用的な耐久性や信頼性が低下する。

[0043] なお、榭脂の純メタノールの浸漬試験における質量変化率、長さ変化率および厚さ変化率は、以下のようにして測定するものとする。まず、試験片として 30mm X 30m mX厚さ 2mmの板を用意する。このような試験片の試験前の質量 (Ml)、長さ（L1) 、厚さ (T1)を測定する。次に、試験片を 23 ±2°Cの試験液 (濃度 99.8%の純メタノール）中に完全に浸漬し、上記温度を保持して 7日間静置する。この後、試験片を試験液から取り出して水洗し、試験片の表面に付着した水分を拭い取った後に、試験後の質量 (M2)、長さ (L2)、厚さ (T2)を測定する。

[0044] 長さ (LI, L2)は試験片の縦方向および横方向の長さの平均値とする。厚さ (T1, T2)は、試験片の中央部と各角部（エッジから 5mm内側）の 5箇所の厚さの平均値とする。試験片の試験前の質量 (Ml)、長さ (L1)、厚さ (T1)、および試験後の質量（ M2)、長さ (L2)、厚さ (T2)から、質量変化率 M、長さ変化率 Lおよび厚さ変化率 T を下記の式（1)、式（2)、式（3)に基づいて算出する。

M={(M2-M1)/M1}X100(%) …ひ）

L={(L2-L1)/L1}X100(%) ·'·(2)

Τ= { (T2-T1) /Tl } X 100 (%) ---(3)

[0045] 表 1に低密度ポリエチレン (LDPE)、高密度ポリエチレン (HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE)、高分子量ポリエチレン（HMWPE)、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE)、ポリプロピレン（PP)の曲げ弾性率と而メタノール性（純メタノールの浸漬試験における質量変化率、長さ変化率および厚さ変化率)を示す。

[0046] [表 1] 曲げ弾性率耐メタノール性

(MPa) 質量変化率平均長さ変化率平均厚さ変化率

(%) (%) (%)

LDPE 220

HDPE 1000 0*02

L LDPE 440 0,04

HMWPE 1590 0.38 0,12

UHMWP E 790 0.01

PP 1450 0.38

o o o

o o

[0047] ノズル部 9の揷入部 12 (ノズルヘッド o）以外の構成部品やソケット部 6の構成部品については、前述したスーパーエンジニアプラスチック（PEEK PPS LCP等）や汎用エンジニアプラスチック（PET PBT POM)等で形成することができる。また、カップ

ο ο

ラとしての強度や接続強度等を維持することができれ οば、挿入部 12 (ノズルヘッド)以 ο

外の部品に軟質の樹脂を適用してもよい。さらに、案内溝 18をソケット部 6のソケット本体 21に形成する場合には、キー部が外れるように案内溝 18が塑性変形する軟質な樹脂でソケット本体 21を形成する。

ο

[0048] 次に、ノズルヘッドの挿入部 12を低密度ポリエチレン (LDPE)、高分子 ο量ポリェチレン（HMWPE)、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE)で形成した場合について、ノズル部 9の強度を測定、評価した結果について述べる。ノズル部 9の強度は、以下のようにして測定した。なお、比較例として挿入部 12を従来の樹脂材料であるポリフェ-レンサノレフアイド（PPS)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリアセターノレ (PO M)で形成したノズル部 9についても、実施例と同様にして強度を測定した。

[0049] まず、容量 100mlの空の燃料カートリッジ 5を用意し、これに各榭脂で形成した挿入部 12 (ノズルヘッド）を有するノズル部 9を装着する。ノズル部 9のフラット面から 10 Ommのところに 2箇所の穴を開け、ここにワイヤを通す。このような燃料カートリッジ 5 を、治具で固定したソケット部 6に接続する。ワイヤにフック付きのロードセルを装着し、燃料カートリッジ 5に対して垂直に 50mmZsの速度で引っ張る。その際のピーク荷重を測定する。引張り方向はキー部 29の突出方向とそれに対して垂直方向の 2方向とした。これらの測定結果を表 2に示す。なお、比較例についてはノズル先端が破損するまで荷重を加えた際のピーク荷重を示す。

[0050] [表 2]

* ：ノズル先端部が破損。

[0051] 表 2に示すノズル抜け力から明らかなように、実施例の各樹脂はいずれもノズル部 9 が破損することなぐソケット部 6から離脱した。さらに、ノズル部 9の離脱時の荷重も比較的小さいことから、燃料カートリッジ 5に曲げ荷重が加わった際にノズル部 9を容易にソケット部 6から離脱させることが可能であることが分かる。さらに、バルブ機構が破損することもなぐシール状態は良好に維持されていた。これに対して、比較例の樹脂ではノズル部 9に破損が生じた。このように、実施例の燃料カートリッジによれば、ノズル部 9が破損することによる不具合の発生を抑制することが可能となる。

[0052] ところで、上述したようにノズル部 9の一部を軟質榭脂部品で構成することによって、燃料カートリッジ 5に曲げ荷重が加わった際にノズル部 9をソケット部 6から離脱させることができる。ただし、曲げ荷重の付加量や付加状態によっては、ノズル部 9 (例えば挿入部 12)が激しく塑性変形する可能性がある。挿入部 12が激しく塑性変形するような曲げ荷重が加わった場合、バルブ 14に過剰な力が作用してシール状態が損なわれるおそれがある。さらに、激しく塑性変形したノズル部 9からバルブ 14の一部が突出し、誤ってバルブ機構を作動させて液体燃料が漏れ出すおそれがある。このような点に対してはバルブ機構を分割構造とすることが有効である。

[0053] 燃料カートリッジ 5のノズル部 9に分割構造を有するバルブ機構を適用した第 2の実施形態について、図 4を参照して説明する。図 4は本発明の第 2の実施形態による燃料電池 31の構成を示している。図 4は燃料電池本体 4に設けられたソケット部 6と燃料カートリッジ 5に装着されたノズル部 9とによるカップラを示す断面図である。なお、燃料電池 31の全体構成は第 1の実施形態と同様であり、図 1に示した通りである。ソケット部 6とノズル部 9とによる基本的な接続機構は第 1の実施形態と同様であるため、図 2および図 3と同一部分には同一符号を付し、その説明を一部省略する。

[0054] 第 2の実施形態の燃料電池 31にお、て、バルブ 14のバルブステム 14cは分割構造を有している。バルブステム 14cは図 5に示すように、バルブ本体 14bと一体化されたステム基部 32と、このステム基部 32とは分割されたステム先端部 33とを有して、る。ノレブステム 14cはステム基部 32とステム先端部 33の 2部品で構成されており、これらはそれぞれ独立した部品として分割されて!、る。ステム基部 32とステム先端部 3 3との接触面がバルブステム 14cの分割面となる。

[0055] ステム先端部 33は挿入部 12から抜け落ちないように、ステム基部 32側に設けられた大径部 33aを有している。すなわち、ステム先端部 33は大径部 33aと小径部 33bとを有しており、大径部 33aを挿入部 12内の段付穴 12aで押さえることによって、挿入部 12からの抜け落ちを防止している。ステム基部 32はステム先端部 33の大径部 33 aと同一径を有している。ステム基部 32とステム先端部 33の大径部 33aとを接触させてバルブ 14を組み立て、この状態でベース部 11内に配置されて、る。

[0056] バルブステム 14cと挿入部 12の内壁面との間に液体燃料の流路を設ける場合には、ステム基部 32とステム先端部 33とは周方向の位置関係を考慮することなぐ単に接触させて組み立てることができる。一方、バルブステム 14cの外周面に軸方向に溝を形成して燃料流路を設ける場合がある。このような場合には、例えば図 6に示すように、ステム先端部 33の大径部 33aとステム基部 32 (図 6では図示せず）に周方向の位置を示すガイドキー 34を設けることが好ま、。

[0057] このようなガイドキー 34を適用することによって、ステム基部 32とステム先端部 33との周方向の位置を合せてバルブ 14を組み立てることができる。ここでは 2個のガイドキー 34を有するステム先端部 33を図示したが、ガイドキー 34の個数は限定されるものではなぐ例えば 1個もしくは 4個であってもよい。なお、挿入部 12の内壁面にはバルブステム 14c側に設けたガイドキー 34に対応させてキー溝が設けられる。バルブステム 14c側のガイドキー 34を挿入部 12側のキー溝と係合させることによって、ステム基部 32とステム先端部 33の周方向の位置を合せる。

[0058] ノレブステム 14cのステム先端部 33の構成材料ゃステム基部 32がー体ィ匕されたバルブ本体 14bの構成材料は、耐メタノール性を有していることが好ましい。耐メタノール性につ、ては前述した通りである。バルブ 14は前述した軟質樹脂で構成してもよいし、またバルブ 14に分割構造を適用した場合には、例えばスーパーエンジニアプラスチックや汎用エンジニアプラスチック等を用いてもょ、。このような材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリァセタール (POM)等の汎用エンジニアプラスチック、ポリフエ二レンサルファイド（PP S)、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK)、液晶ポリマー（LCP)等のスーパーェンジ-ァプラスチックが挙げられる。

[0059] 燃料カートリッジ 5に曲げ荷重が加わった際に、曲げ荷重の付加量や付加状態によつては図 7に示すように、ノズル部 9の一部（具体的にはベース部 11から突出した挿入部 12)が激しく塑性変形する場合がある。このような場合においても、第 2の実施形態においてはバルブステム 14cをステム基部 32とステム先端部 33とに分割した構造を適用しているため、挿入部 12の変形時にステム先端部 33のみが外れる。これによって、液体燃料を遮断するバルブ機構の損傷を防ぐことができる。言い換えると、バルブ 14による液体燃料のシール状態を良好に維持することが可能となる。

[0060] バルブステム 14cがバルブヘッド 14aと一体化されている場合、挿入部 12の塑性変形時にバルブステム 14cにも過剰な力が加わって、シール状態が損傷するおそれがある。このような点に対して、バルブステム 14cをステム基部 32とステム先端部 33とに分割することによって、バルブ機構やシール状態の損傷を防ぐことができる。さらに、ステム先端部 33がノズル部 9から外れることによって、ノレブステム 14cがベース部 1 1の平坦面 11aから突出することがない。これによつて、ベース部 11の平坦面 11 aから突出したバルブステム 14cを誤って動作させるおそれがなくなる。

[0061] 挿入部 12が激しく塑性変形した場合において、ステム先端部 33はバルブステム 14 cの一部がベース部 11の平坦面 1 laから突出しな、ように外れることが好まし、。従つて、ステム基部 32とステム先端部 33との分割面は、ベース部 11の平坦面 11aと同一面上、もしくは平坦面 11aよりバルブ本体 14b側（カートリッジ本体 8側）に位置していることが好ましい。これによつて、挿入部 12が損傷した際のバルブステム 14cの突出をより確実に防ぐことができる。

[0062] バルブ 14に適用する分割構造は、バルブステム 14cをステム基部 32とステム先端部 33とに分割した構造に限られるものではない。例えば図 8に示すように、バルブ本体 14bとバルブステム 14cとを分割するようにしてもよい。図 8に示すバルブ 14は、ノルブヘッド 14aを有するバルブ本体 14bと、このバルブ本体 14bの先端側に配置され、かつバルブ本体 14bとは分割されたバルブステム 14cとを有している。なお、他の構造につ、ては図 4と同様とされて、る。

[0063] バルブ 14をバルブ本体 14bとバルブステム 14cとに分割した場合には、図 9に示すように、挿入部 12の損傷時にバルブステム 14cが外れるため、バルブ機構やそれによるシール状態を良好に維持することができる。さらに、挿入部 12の損傷後にベース部 11の平坦面 11aからバルブ 14の一部が突出するようなこともない。バルブ本体 14 bとバルブステム 14cとを分割した構造によれば、ノレブ本体 14bの表面（分割面）がノズル部 9の内部に存在することになるため、バルブ機構の誤作動による漏液をより確実に防ぐことができる。

[0064] 次に、上述した各実施形態の燃料電池 1、 31における燃料電池本体 4の具体的な構造について説明する。燃料電池本体 4は特に限定されるものではなぐ例えばサテライトタイプの燃料カートリッジ 5が必要時に接続されるパッシブ型やアクティブ型の D MFCを適用することができる。ここでは、燃料電池本体 4に内部気化型の DMFCを適用した実施形態について、図 10を参照して説明する。図 10に示す内部気化型（ノッシブ型）の DMFC4は、起電部を構成する燃料電池セル 2と燃料収容部 3に加えて、これらの間に介在された気体選択透過膜 51を具備して!/ヽる。

[0065] 燃料電池セル 2は、アノード触媒層 52とアノードガス拡散層 53とを有するアノード（燃料極)と、力ソード触媒層 54と力ソードガス拡散層 55とを有する力ソード (酸化剤極 Z空気極)と、アノード触媒層 52と力ソード触媒層 54で挟持されたプロトン (水素ィォン)伝導性の電解質膜 56とから構成される膜電極複合体 (Membrane Electrode Assembly： MEA)とを有して!/、る。 [0066] アノード触媒層 52および力ソード触媒層 54に含有される触媒としては、例えば、 Pt 、 Ru、 Rh、 Ir、 Os、 Pd等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層 52にはメタノールや一酸ィ匕炭素に対して強い耐性を有する Pt— Ruや Pt— Mo等を用いることが好ましい。力ソード触媒層 54には Ptや Pt— Ni 等を用いることが好ましい。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。

[0067] 電解質膜 56を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルォロスルホン酸重合体のようなフッ素系榭脂（ナフイオン (商品名、デュポン社製)ゃフレミオン (商品名、旭硝子社製)等)、スルホン酸基を有する炭化水素系榭脂、タングステン酸やリンタングステン酸等の無機物等が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜 56は、これらに限られるものではない。

[0068] アノード触媒層 52に積層されるアノードガス拡散層 53は、アノード触媒層 52に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層 52の集電体も兼ねている。力ソード触媒層 54に積層される力ソードガス拡散層 55は、力ソード触媒層 54に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、力ソード触媒層 54の集電体も兼ねている。

[0069] アノードガス拡散層 53にはアノード導電層 57が積層され、力ソードガス拡散層 55 には力ソード導電層 58が積層されている。これら導電層 57、 58は、例えば金のような導電性金属材料力もなるメッシュ、多孔質膜、薄膜等で構成されている。電解質膜 5 6とアノード導電層 57との間、および電解質膜 56と力ソード導電層 58との間には、ゴム製の Oリング 59、 60が介在されており、これらによって燃料電池セル（MEA) 2からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止してヽる。

[0070] 燃料タンク等の燃料収容部 3の内部には、液体燃料 Fとしてメタノール燃料が充填されている。燃料収容部 3は液体燃料 Fを収容する箱状容器を有し、この箱状容器のアノード (燃料極)と対向する面が開口されている。燃料収容部 3の開口部と燃料電池セル 22との間には、気体選択透過膜 51が設置されている。気体選択透過膜 51は液体燃料 Fの気化成分のみを透過し、液体成分は透過させな!/ヽ気液分離膜である。

[0071] 気体選択透過膜 51の構成材料としては、例えばポリテトラフルォロエチレンのようなフッ素榭脂が挙げられる。燃料電池セル 2には液体燃料 Fの気化成分のみが気体選択透過膜 51を介して供給される。液体燃料 Fの気化成分とは、液体燃料 Fとしてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分力なる混合気、純メタノールを使用した場合にはメタノールの気化成分を意味する。

[0072] 力ソード導電層 58上には保湿層 61が積層されており、その上には表面層 62が積層されている。表面層 62は酸化剤である空気の取入れ量を調整する機能を有し、その調整は表面層 62に形成された空気導入口 63の個数やサイズ等により行う。保湿層 61は力ソード触媒層 54で生成された水の一部が含浸されて水の蒸散を抑制する役割を果たすと共に、力ソードガス拡散層 55に酸化剤を均一に導入し、力ソード触媒層 54への酸化剤の均一拡散を促進する機能を有している。保湿層 61は多孔質構造の部材で構成される。具体的な構成材料としてはポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体等が挙げられる。

[0073] 燃料収容部 3上には、気体選択透過膜 51、燃料電池セル 2、保湿層 61、表面層 6 2が順に積層され、さらにその上力も例えばステンレス製のカバー 64が取り付けられている。カバー 64で構成要素全体を保持することによって、この実施形態の内部気化型 DMFC (燃料電池本体) 4が構成されて、る。カバー 64には表面層 62に形成された空気導入口 63と対応する部分に開口が設けられてヽる。

[0074] 燃料収容部 3にはカバー 64の爪 64aを受けるテラス 65が設けられている。このテラス 65に爪 64aをかしめることによって、燃料電池本体 4全体をカバー 64で一体的に保持している。なお、図 10では図示を省略した力図 1に示したように燃料収容部 3 の下面側にはソケット部 6を有する燃料供給部 7が設けられている。

[0075] 上述したような構成を有する内部気化型 DMFC (燃料電池本体) 4におヽては、燃料収容部 3内の液体燃料 F (例えばメタノール水溶液）が気化し、この気化成分が気体選択透過膜 51を透過して燃料電池セル 2に供給される。燃料電池セル 2内において、液体燃料 Fの気化成分はアノードガス拡散層 53で拡散されてアノード触媒層 52 に供給される。アノード触媒層 52に供給された気化成分は、下記の式 (4)に示すメタノールの内部改質反応を生じさせる。

CH OH + H O → CO +6H⁺ + 6e" - -- (4) [0076] なお、液体燃料 Fとして純メタノールを使用した場合には、燃料収容部 3から水蒸気が供給されないため、力ソード触媒層 54で生成した水や電解質膜 56中の水をメタノールと反応させて式 (4)の内部改質反応を生起させる。あるいは、式 (4)の内部改質反応によらず、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。

[0077] 内部改質反応で生成されたプロトン (H+)は電解質膜 56を伝導し、力ソード触媒層 54に到達する。表面層 62の空気導入口 63から取り入れられた空気 (酸化剤）は、保湿層 61、力ソード導電層 58、力ソードガス拡散層 55を拡散して、力ソード触媒層 54 に供給される。力ソード触媒層 54に供給された空気は、次の式 (5)に示す反応を生じさせる。この反応によって、水の生成を伴う発電反応が生じる。

(3/2) 0 +6H⁺ + 6e" → 3H O - -- (5)

2 2

[0078] 上述した反応に基づく発電反応が進行するにしたがって、燃料収容部 3内の液体燃料 F (例えばメタノール水溶液や純メタノール）は消費される。燃料収容部 3内の液体燃料 Fが空になると発電反応が停止するため、その時点でもしくはそれ以前の時点で燃料収容部 3内に燃料カートリッジ 5から液体燃料を供給する。燃料カートリッジ 5からの液体燃料の供給は、前述したように燃料カートリッジ 5側のノズル部 9を燃料電池本体 4側のソケット部 6に挿入して接続することにより実施される。

[0079] 本発明は小型化が進められている内部気化型等のパッシブ型 DMFCに好適である。ただし、本発明のカップラおよび燃料電池は、液体燃料を燃料カートリッジにより供給する燃料電池であればその方式や機構等に何等限定されるものではな、。そのようなカップラおよび燃料電池も本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。

産業上の利用可能性

[0080] 本発明の態様に係る燃料電池用カップラによれば、燃料電池本体に接続された燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、ノズル部を変形させてソケット部から離脱させることができる。本発明の他の態様に係る燃料電池用カップラによれば、燃料電池本体に接続された燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、案内溝を変形させることでノズル部をソケット部力も離脱させることができる。このような燃料電池用力ップラは燃料電池と燃料カートリッジとの接続機構として有効に利用されるものである

Claims

請求の範囲

[1] 燃料カートリッジに設けられ、バルブ機構を内蔵するノズル部と、

燃料電池本体に設けられ、バルブ機構を内蔵すると共に、前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部とを具備する燃料電池用カップラであって、

前記ノズル部は、前記燃料電池本体に接続された前記燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、前記ソケット部から離脱するように変形する榭脂部品を有することを特徴とする燃料電池用カップラ。

[2] 請求項 1記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部は、前記榭脂部品が前記曲げ荷重に対して弾性変形することで、前記ソケット部から離脱することを特徴とする燃料電池用カップラ。

[3] 請求項 1記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記榭脂部品は、 JIS K7171に基づく曲げ弾性率が 1800MPa以下の榭脂からなることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[4] 請求項 1記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記榭脂部品は、 JIS K7114に準拠する純メタノールの浸漬試験において、質量変化率が 0. 3%以下、長さ変化率が 0. 5%以下、厚さ変化率が 0. 5%以下の榭脂力なることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[5] 請求項 1記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記榭脂部品は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、架橋高密度ポリエチレン、高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンおよびプロピレン共重合体力も選ばれる少なくとも 1種の榭脂からなることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[6] 請求項 1記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部は、前記燃料カートリッジに装着されるノズルヘッドと、前記ノズルへッド内に配置された前記バルブ機構とを備え、前記ノズルヘッドの少なくとも一部が前記榭脂部品で構成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[7] 請求項 6記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズルヘッドは、前記燃料カートリッジに装着されるベース部と、前記ベース部から突出するように形成され、前記ソケット部に挿入される挿入部とを有し、少なくとも前記挿入部が前記榭脂部品で構成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ

[8] 請求項 1項記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部の前記バルブ機構は、分割構造を有することを特徴とする燃料電池用カップラ。

[9] 請求項 8記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部のバルブ機構は、バルブヘッドを有するバルブ本体と、前記バルブ本体の先端側に設けられ、軸方向に分割されたバルブステムと、前記バルブヘッドを前記ノズル部内に設けられたノレブシートに押し付けて前記ノズル部内の燃料流路を閉状態に保つ弾性部材とを備えることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[10] 請求項 8記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部のバルブ機構は、バルブヘッドを有するバルブ本体と、前記バルブ本体の先端側に配置され、前記バルブ本体とは分割されたバルブステムと、前記バルブヘッドを前記ノズル部内に設けられたバルブシートに押し付けて前記ノズル部内の燃料流路を閉状態に保つ弾性部材とを備えることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[11] 燃料カートリッジに設けられ、バルブ機構を内蔵するノズル部と、

燃料電池本体に設けられ、バルブ機構を内蔵すると共に、前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部と、

前記ノズル部またはソケット部のいずれか一方に形成された案内溝と、前記ノズル部またはソケット部のヽずれか他方に形成され、前記案内溝と係合して前記ノズル部の前記ソケット部への接続を案内するキー部とを具備する燃料電池用カップラであって、

前記案内溝は榭脂部品に形成されていると共に、前記燃料電池本体に接続された前記燃料カートリッジに曲げ荷重が加わった際に、前記ノズル部を前記ソケット部から離脱させるように変形することを特徴とする燃料電池用カップラ。

[12] 請求項 9記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部は、前記曲げ荷重に対して前記キー部が外れるように前記案内溝が塑性変形することで、前記ソケット部から離脱することを特徴とする燃料電池用カップ

[13] 請求項 11記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記案内溝は、 JIS K7171に基づく曲げ弾性率が 1800MPa以下の榭脂からなる前記榭脂部品に形成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[14] 請求項 11記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記案内溝は、 JIS K7114に準拠する純メタノールの浸漬試験において、質量変化率が 0. 3%以下、長さ変化率が 0. 5%以下、厚さ変化率が 0. 5%以下の榭脂からなる前記榭脂部品に形成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[15] 請求項 11記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記案内溝は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリェチレン、架橋高密度ポリエチレン、高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンおよびプロピレン共重合体力も選ばれる少なくとも 1種の榭脂からなる前記榭脂部品に形成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[16] 請求項 11記載の燃料電池用カツブラにぉ、て、

前記ノズル部は、前記燃料カートリッジに装着されるベース部と、前記ベース部から突出するように形成され、前記ソケット部に挿入される挿入部とを有し、少なくとも前記挿入部が前記榭脂部品で構成されたノズルヘッドを備え、前記案内溝は前記挿入部に形成されていることを特徴とする燃料電池用カップラ。

[17] 燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に設けられたノズル部とを備える燃料カートリッジと、

前記ノズル部と着脱可能に接続されるソケット部を有する燃料収容部と、前記燃料収容部から前記液体燃料が供給されて発電動作する起電部とを備える燃料電池本体とを具備する燃料電池であって、

前記ノズル部および前記ソケット部は請求項 1記載の燃料電池用カツブラで構成されて、ることを特徴とする燃料電池。

[18] 請求項 17記載の燃料電池において、

前記起電部は燃料極と酸化剤極と前記燃料極と前記酸化剤極とに挟持された電解質膜とを有し、かつ前記燃料収容部と前記起電部との間に前記液体燃料の気化成分を前記燃料極に供給する気体選択透過膜が配置されていることを特徴とする燃料電池。

[19] 燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に設けられたノズル部とを備える燃料カートリッジと、

前記ノズル部および前記ソケット部は請求項 11記載の燃料電池用カツブラで構成されて、ることを特徴とする燃料電池。

[20] 請求項 19記載の燃料電池において、